UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
         FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

     ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
                       Y SANITARIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y
   CURSO:        SANITARIA
         MATERIALES DE INGENIERÍA EN
           PROCESOS INDUSTRIALES

 TEMA:
     INTRODUCCION A LOS
   MATERIALES INDUSTRIALES
 Dr. PEDRO CORDOVA MENDOZA


                         ICA-PERU        01 de ABRIL del 2013
                                                                1
Universidad Nacional “San Luis
                Gonzaga” Ica- Perú




          Dr. PEDRO CORDOVA MENDOZA
         Docente Principal de la Escuela de
 Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la FIQAS-UNSLG




Si pudiéramos ver la belleza interior
     de cada persona veríamos las
       más hermosas y marchitas
           flores del mundo


                            Dr. Pedro Córdova Mendoza   2
Riqueza del conocimiento




                MEDIO
 Universidad
               AMBIENTE
                                              Empresas




                Sociedad

ESTADO- (Representado por la clase Política)
                  Dr. Pedro Córdova Mendoza              3
MATERIALES

¿ Que son los materiales?




       Dr. Pedro Córdova Mendoza   4
Los materiales son sustancias de las que algo
          está compuesto o hecho




                Dr. Pedro Córdova Mendoza       5
MATERIALES DE INGENIERIA



  ¿ Que son los materiales de ingeniería?

  ¿ Como los entendemos, manipulamos y
    usamos?




                   Dr. Pedro Córdova Mendoza   6
Los materiales de ingeniería son aquellos cuyas
  propiedades las hacen útiles en estructuras,
     máquinas, dispositivos o productos.




                  Dr. Pedro Córdova Mendoza       7
Dr. Pedro Córdova Mendoza   8
Dr. Pedro Córdova Mendoza   9
Dr. Pedro Córdova Mendoza   10
RECICLAJE DEL VIDRIO




       Dr. Pedro Córdova Mendoza   11
RECICLAJE DEL TETRAPACK




       Dr. Pedro Córdova Mendoza   12
RECICLAJE DEL PAPEL




         Dr. Pedro Córdova Mendoza   13
14   Dr. Pedro Córdova Mendoza
Cámara de niebla salina
(Lab 23A)




                   Dr. Pedro Córdova Mendoza   15
Destilador y Fermentador




                    Dr. Pedro Córdova Mendoza   16
Laboratorio de Operaciones




                  Dr. Pedro Córdova Mendoza   17
MATERIALES DE INGENIERIA

  Las materias primas son tomadas de la tierra
  Son convertidas en material en bruto,
  Transformadas en material para ingeniería:
        Cable eléctrico, Acero estructural
        Concreto, Plástico, madera
  Satisfacer las necesidades de la sociedad con los productos terminados
  Regresan a la tierra como deshecho

Ejemplo: Producción del cemento


                           Dr. Pedro Córdova Mendoza                  18
MATERIALES DE INGENIERIA
 1.1. Materiales
 1.2. Importancia de los materiales para ingeniería
 1.3. Tipos de Materiales
         •     Metales
         •     Cerámicos
         •     Polímeros
         •     Materiales Compuestos
         •     Semiconductores


                        Dr. Pedro Córdova Mendoza     19
1.4. Diseño y selección de materiales
1.5. Normas y Ensayos
1.6. Aspectos económicos de los materiales




                      Dr. Pedro Córdova Mendoza   20
EVOLUCIÓN DE LOS MATERIALES EN EL
             TIEMPO




            Dr. Pedro Córdova Mendoza   21
Competencia entre materiales en EE.UU.




                Dr. Pedro Córdova Mendoza   22
MATERIALES DE INGENIERIA

 A la ingeniería de materiales le concierne la generación
 y aplicación del conocimiento relacionando la
 estructura (composición, tipos de enlace, etc),
 propiedades y preparación o procesamiento de los
 materiales para su uso o aplicación.




                    Dr. Pedro Córdova Mendoza         23
USO



           ESTRUCTURA


PROPIEDADES                   PROCESAMIENTO



        Dr. Pedro Córdova Mendoza             24
Dr. Pedro Córdova Mendoza   25
Dr. Pedro Córdova Mendoza   26
METALES
Son materiales constituidos por elementos
metálicos

 - Buenos conductores del calor y la electricidad
 - Alta resistencia mecánica, rigidez, ductilidad y
al impacto

Ejemplo:

Puros: Hierro, Cobre, Magnesio
       Aluminio, Zinc
Aleaciones:
      Acero (Fe-C)
      Latón (Cu-Zn)
      Bronce (Cu-Sn)
      Aceros Inoxidables
                                  Dr. Pedro Córdova Mendoza   27
CERAMICOS

Son materiales constituídos por
elementos metálicos y no metálicos
(óxidos, nitruros y carburos)

  Buenos aislantes térmicos y
eléctricos
  Alta resistencia a temperaturas
elevadas
  Buenas propiedades ópticas
  Frágiles y quebradizos

Ejemplo:

Ladrillo   Vidrio   Loza
Cemento
                            Dr. Pedro Córdova Mendoza   28
POLIMEROS
Son materiales caracterizados por grandes
estructuras moleculares a partir de moléculas
orgánicas (C, H y elementos no metálicos)

 Baja densidad
 Flexibilidad
 Baja conductividad eléctrica y térmica
 Baja resistencia mecánica
 Baja resistencia a temperaturas elevadas

Ejemplo:

Caucho
Plásticos
Adhesivos

                                 Dr. Pedro Córdova Mendoza   29
MATERIALES COMPUESTOS

Formados por dos o mas tipos
de materiales que generan
propiedades no obtenibles por
sí solos

Ejemplo:

Concreto armado
Polímero reforzado con fibra
de carbono (CFRP)
Polímero reforzado con fibra
de vidrio (GRP)

                         Dr. Pedro Córdova Mendoza   30
SEMICONDUCTORES O ELECTRONICOS

Tienen          propiedades
eléctricas       intermedias
entre      conductores     y
aislantes eléctricos

Ejemplo:
Silicio
Germanio




                          Dr. Pedro Córdova Mendoza   31
Dr. Pedro Córdova Mendoza   32
Relaciones de resistencia a peso de
varios materiales




                Dr. Pedro Córdova Mendoza   33
Resistencia a la
corrosión


                 Electrolito

Ánodo

                 Fe   Fe++ + 2e
 Flujo dee
electrones
             e     2H+ + 2e          H2
Cátodo
                        Metal
                      Dr. Pedro Córdova Mendoza   34
Resistencia a la
corrosión


                  Electrolito

Ánodo
                  Fe   Fe++ + 2e-
 Flujo dee
electrones
             e   O2 + 2H2O+4e-          4OH
                                               -


Cátodo
                          Metal
                        Dr. Pedro Córdova Mendoza   35
Dr. Pedro Córdova Mendoza   36
NORMAS

   BRITISH AND AMERICAN STANDARDS
   AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS
    ( ASTM)
   WEST GERMAN STANDARDS (DIN)
   INTERNATIONAL STANDARD ORGANISATION (ISO)
   BRITISH GOVERMENT STANDARDS
   NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION
    ENGINEERS (NACE)


                   Dr. Pedro Córdova Mendoza   37
Dr. Pedro Córdova Mendoza   38
Dr. Pedro Córdova Mendoza   39
EJEMPLOS REPRESENTATIVOS DE METALES Y ALEACIONES

  MATERIAL                  APLICACIÓN                                   PROPIEDADES
Cobre              Alambre para conductores                     Alta conductividad eléctrica y
                   eléctricos                                   aceptable conformabilidad
Acero Inoxidable   Equipos de proceso                           Excelentes propiedades de
                   Instrumentos quirúrgicos                     resistencia química

Aleaciones         Equipos de proceso                           Excelentes propiedades de
Cu-Ni              Industria farmacéutica                       resistencia química (ácidos,
                                                                salmueras, aguas, productos
                                                                alimenticios); buena tenacidad,
                                                                resistencia a la fatiga y buen
                                                                comportamiento a altas
                                                                temperaturas

Aleaciones         Industria aeronáutica                        Excelente resistencia mecánica y a
Al-Cu                                                           la corrosión atmosférica

Fundición          Bloques para motores de                      Moldeabilidad, maquinabilidad,
Gris               automóviles                                  absorción de vibraciones
                                    Dr. Pedro Córdova Mendoza                                     40
Aspectos Económicos en los
 materiales

Buena resistencia química, una adecuada selección y buen
programa de mantenimiento permite ahorrar dinero que se
puede perder debido:
     * material falla por corrosión, la planta para, se deja de
     producir
     * es necesario reemplazar el equipo por otro nuevo
     * contaminación de la producción con productos de
     corrosión

                     Material                     Costo
                Acero al carbono                    1
               Acero inoxidable                    5-8
                      Ni                           15
                    Ni-Mo                          34

                      Dr. Pedro Córdova Mendoza                   41
Tenemos que cuidarlo esta en
nuestras manos!!!!!!!

                      Cel. 956-041243

          Gracias



   pcordovam@hotmail.com
          Dr. Pedro Córdova Mendoza     42

Clase 1 introducción

  • 1.
    UNIVERSIDAD NACIONAL “SANLUIS GONZAGA” DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Y CURSO: SANITARIA MATERIALES DE INGENIERÍA EN PROCESOS INDUSTRIALES TEMA: INTRODUCCION A LOS MATERIALES INDUSTRIALES Dr. PEDRO CORDOVA MENDOZA ICA-PERU 01 de ABRIL del 2013 1
  • 2.
    Universidad Nacional “SanLuis Gonzaga” Ica- Perú Dr. PEDRO CORDOVA MENDOZA Docente Principal de la Escuela de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la FIQAS-UNSLG Si pudiéramos ver la belleza interior de cada persona veríamos las más hermosas y marchitas flores del mundo Dr. Pedro Córdova Mendoza 2
  • 3.
    Riqueza del conocimiento MEDIO Universidad AMBIENTE Empresas Sociedad ESTADO- (Representado por la clase Política) Dr. Pedro Córdova Mendoza 3
  • 4.
    MATERIALES ¿ Que sonlos materiales? Dr. Pedro Córdova Mendoza 4
  • 5.
    Los materiales sonsustancias de las que algo está compuesto o hecho Dr. Pedro Córdova Mendoza 5
  • 6.
    MATERIALES DE INGENIERIA ¿ Que son los materiales de ingeniería? ¿ Como los entendemos, manipulamos y usamos? Dr. Pedro Córdova Mendoza 6
  • 7.
    Los materiales deingeniería son aquellos cuyas propiedades las hacen útiles en estructuras, máquinas, dispositivos o productos. Dr. Pedro Córdova Mendoza 7
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
    RECICLAJE DEL VIDRIO Dr. Pedro Córdova Mendoza 11
  • 12.
    RECICLAJE DEL TETRAPACK Dr. Pedro Córdova Mendoza 12
  • 13.
    RECICLAJE DEL PAPEL Dr. Pedro Córdova Mendoza 13
  • 14.
    14 Dr. Pedro Córdova Mendoza
  • 15.
    Cámara de nieblasalina (Lab 23A) Dr. Pedro Córdova Mendoza 15
  • 16.
    Destilador y Fermentador Dr. Pedro Córdova Mendoza 16
  • 17.
    Laboratorio de Operaciones Dr. Pedro Córdova Mendoza 17
  • 18.
    MATERIALES DE INGENIERIA Las materias primas son tomadas de la tierra Son convertidas en material en bruto, Transformadas en material para ingeniería: Cable eléctrico, Acero estructural Concreto, Plástico, madera Satisfacer las necesidades de la sociedad con los productos terminados Regresan a la tierra como deshecho Ejemplo: Producción del cemento Dr. Pedro Córdova Mendoza 18
  • 19.
    MATERIALES DE INGENIERIA 1.1. Materiales 1.2. Importancia de los materiales para ingeniería 1.3. Tipos de Materiales • Metales • Cerámicos • Polímeros • Materiales Compuestos • Semiconductores Dr. Pedro Córdova Mendoza 19
  • 20.
    1.4. Diseño yselección de materiales 1.5. Normas y Ensayos 1.6. Aspectos económicos de los materiales Dr. Pedro Córdova Mendoza 20
  • 21.
    EVOLUCIÓN DE LOSMATERIALES EN EL TIEMPO Dr. Pedro Córdova Mendoza 21
  • 22.
    Competencia entre materialesen EE.UU. Dr. Pedro Córdova Mendoza 22
  • 23.
    MATERIALES DE INGENIERIA A la ingeniería de materiales le concierne la generación y aplicación del conocimiento relacionando la estructura (composición, tipos de enlace, etc), propiedades y preparación o procesamiento de los materiales para su uso o aplicación. Dr. Pedro Córdova Mendoza 23
  • 24.
    USO ESTRUCTURA PROPIEDADES PROCESAMIENTO Dr. Pedro Córdova Mendoza 24
  • 25.
  • 26.
  • 27.
    METALES Son materiales constituidospor elementos metálicos - Buenos conductores del calor y la electricidad - Alta resistencia mecánica, rigidez, ductilidad y al impacto Ejemplo: Puros: Hierro, Cobre, Magnesio Aluminio, Zinc Aleaciones: Acero (Fe-C) Latón (Cu-Zn) Bronce (Cu-Sn) Aceros Inoxidables Dr. Pedro Córdova Mendoza 27
  • 28.
    CERAMICOS Son materiales constituídospor elementos metálicos y no metálicos (óxidos, nitruros y carburos) Buenos aislantes térmicos y eléctricos Alta resistencia a temperaturas elevadas Buenas propiedades ópticas Frágiles y quebradizos Ejemplo: Ladrillo Vidrio Loza Cemento Dr. Pedro Córdova Mendoza 28
  • 29.
    POLIMEROS Son materiales caracterizadospor grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas (C, H y elementos no metálicos) Baja densidad Flexibilidad Baja conductividad eléctrica y térmica Baja resistencia mecánica Baja resistencia a temperaturas elevadas Ejemplo: Caucho Plásticos Adhesivos Dr. Pedro Córdova Mendoza 29
  • 30.
    MATERIALES COMPUESTOS Formados pordos o mas tipos de materiales que generan propiedades no obtenibles por sí solos Ejemplo: Concreto armado Polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) Polímero reforzado con fibra de vidrio (GRP) Dr. Pedro Córdova Mendoza 30
  • 31.
    SEMICONDUCTORES O ELECTRONICOS Tienen propiedades eléctricas intermedias entre conductores y aislantes eléctricos Ejemplo: Silicio Germanio Dr. Pedro Córdova Mendoza 31
  • 32.
  • 33.
    Relaciones de resistenciaa peso de varios materiales Dr. Pedro Córdova Mendoza 33
  • 34.
    Resistencia a la corrosión Electrolito Ánodo Fe Fe++ + 2e Flujo dee electrones e 2H+ + 2e H2 Cátodo Metal Dr. Pedro Córdova Mendoza 34
  • 35.
    Resistencia a la corrosión Electrolito Ánodo Fe Fe++ + 2e- Flujo dee electrones e O2 + 2H2O+4e- 4OH - Cátodo Metal Dr. Pedro Córdova Mendoza 35
  • 36.
  • 37.
    NORMAS  BRITISH AND AMERICAN STANDARDS  AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS ( ASTM)  WEST GERMAN STANDARDS (DIN)  INTERNATIONAL STANDARD ORGANISATION (ISO)  BRITISH GOVERMENT STANDARDS  NATIONAL ASSOCIATION OF CORROSION ENGINEERS (NACE) Dr. Pedro Córdova Mendoza 37
  • 38.
  • 39.
  • 40.
    EJEMPLOS REPRESENTATIVOS DEMETALES Y ALEACIONES MATERIAL APLICACIÓN PROPIEDADES Cobre Alambre para conductores Alta conductividad eléctrica y eléctricos aceptable conformabilidad Acero Inoxidable Equipos de proceso Excelentes propiedades de Instrumentos quirúrgicos resistencia química Aleaciones Equipos de proceso Excelentes propiedades de Cu-Ni Industria farmacéutica resistencia química (ácidos, salmueras, aguas, productos alimenticios); buena tenacidad, resistencia a la fatiga y buen comportamiento a altas temperaturas Aleaciones Industria aeronáutica Excelente resistencia mecánica y a Al-Cu la corrosión atmosférica Fundición Bloques para motores de Moldeabilidad, maquinabilidad, Gris automóviles absorción de vibraciones Dr. Pedro Córdova Mendoza 40
  • 41.
    Aspectos Económicos enlos materiales Buena resistencia química, una adecuada selección y buen programa de mantenimiento permite ahorrar dinero que se puede perder debido: * material falla por corrosión, la planta para, se deja de producir * es necesario reemplazar el equipo por otro nuevo * contaminación de la producción con productos de corrosión Material Costo Acero al carbono 1 Acero inoxidable 5-8 Ni 15 Ni-Mo 34 Dr. Pedro Córdova Mendoza 41
  • 42.
    Tenemos que cuidarloesta en nuestras manos!!!!!!! Cel. 956-041243 Gracias pcordovam@hotmail.com Dr. Pedro Córdova Mendoza 42